地动仪的原理是力学上的惯性原理。地动仪有八个方位，分别是东、南、西、北、东南、西南、东北、西北，每个方位上均有口含龙珠的龙头，在每条龙头的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向。
地动仪原理
地动仪是中国汉朝东汉科学家张衡创造的传世杰作。张衡所处的汉朝东汉时代，地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载，自和帝永元四年到安帝延光四年的三十多年间，共发生了二十六次大的地震。地震区有时大到几十个郡，引起地裂山崩、房屋倒塌、江河泛滥，造成了巨大的损失。
为了掌握全国地震动态，他经过长年研究，终于在阳嘉元年发明了候风地动仪──世界上第一架地震仪。当时利用这架仪器成功地测报了西部地区发生的一次地震，引起全国的重视。这比起西方国家用仪器记录地震的历史早一千七百多年。
地动仪无法记录发震时刻，更无法记录震级。因此，从现代地震学的角度来看，候风地动仪并不能记录地震，不是地震仪。候风地动仪不是地震预测仪，它只有在地震发生之后才起作用，只不过能比从驿卒更早地通知京城的人士。